JPS61199579A - 自動隅肉溶接装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔発明の技術分野〕 本発明は水平壁と立上り壁との接合部を溶接する自動隅
肉溶接装置に係り、特に多層盛溶接の容易、確実化を図
った自動隅肉溶接装置に関する。

〔発明の技術的昔日とその問題点〕

例えば蒸気タービンケーシングの組立等の場合、周壁を
立上り状態に、また端壁やノズルダイヤフラムを水平状
態にそれぞれセットし、このような水平壁と立上り壁と
の接合部からなる断面り字形の開先を隅肉溶接している
。

従来、このような隅肉溶接を遠隔操作により、自動的に
行なう装置として、立上り壁を倣いながら、溶接トーチ
をもつ移動体を水平壁上に沿って移動させるようにした
ものがある。

第１０図および第１１図は従来多用されている自動隅肉
溶接装置を示す正面図および平面図である。この溶接装
置は図示しない制御部と、溶接動作用の装置本体１とに
よって構成されている。本体１は駆動輪２を有し、その
回転駆動力によって水平壁ａ上を走行する。また、本体
１の一側部に倣い動作機構として立上り壁すに転接する
マグネットローラ３が設けられている。このマグネット
ローラ３により、水平ｌａ上での本体１の移動軌跡が設
定される。

溶接トーチ４は本体１にトーチ支持部材５を介して所定
傾斜角度に固定されている。

溶接時は、断面り字形に接合した水平壁ａと立上り壁す
との接合部からなる開先Ｃ（第６図参照）に溶接トーチ
４を向け、マグネットローラ３を立上り壁すに接触させ
つつ、本体１を駆動輪２により水平壁ａ上で走行させ、
隅肉溶接を行なう。

この場合、立上り壁すに歪曲などがあると、溶接トーチ
４が開先Ｃからずれ、正確な溶接が行なえない。本体１
を後戻りさせたりして修復することも考えられるが、本
体１自体が大形であるため機敏な動作ができない。その
ため、通常は一旦、最終位置まで本体１を移動した後、
次層の溶接移動時に修復肉盛するようにしているが、所
望通りの操作が行ないにくい。

なお、水平壁上にガイドレールを開先に沿って敷設し、
本体をそのガイドレール上に案内させることにより、高
精度の隅肉溶接を行なうことは可能であるが、ガイドレ
ール設置の手間が掛かるとともに、そのための広いスペ
ースが必要となる。

蒸気タービンケーシング等にあっては、予め内周側に仕
切板や補強板などが設けられ、周壁の内方溶接部には比
較的狭隘な円環状スペースしか形成されないので、レー
ル設置などはスペース的に困難な場合が多い。

〔発明の目的〕

本発明はこのような事情に鑑みてなされたもので、多層
盛溶接が必要に応じて容易かつ確実に行なえるとともに
、狭隘なスペースでも十分に使用することができる自動
隅肉溶接装置を提供することを目的とする。

〔発明の概要〕

上記の目的を達成するために、本発明は水平壁と立上り
壁との接合部からなる断面り字形の開先を溶接する自動
隅肉溶接装置において、水平壁上を移動する本体と、こ
の本体の前方に配置する溶接ヘッドと、この溶接ヘッド
を前記本体に進退可能に支持する支持ロッドとを具備し
、前記本体に支持ロッド進退勤作用の駆動部を設けると
ともに、前記溶接ヘッドに立上り壁を倣い動作する倣い
機構および溶接トーチを揺動させる揺動機構とを設けた
ことを特徴としている。

〔発明の実施例〕

以下、本発明の一実施例を第１図〜第６図を参照して説
明する。

図示のものは溶接動作を行なう動作体で、図示しない制
御部によって駆動制御される。この動作体は溶接線に沿
う移動動作を主として行なう本体１１と、この本体１１
の前方に別体で配置され、倣い動作および溶接動作を主
として行なう溶接ヘッド１２とから構成される。

本体１１は箱形で、被溶接物の一方である水平壁ａ上を
摺動動作するようにしている。即ち、この本体１１は車
輪を有しない構成とし、水平壁ａ上に底部を直接的に載
置して用いられる。

一方、溶接ヘッド１２は台車状で、例えばマグネット式
の車輪１３を介して水平壁ａ上に走行自在に載置される
。この溶接ヘッド１２は本体１１から進退可能に突出し
た支持ロッド１４に連結し、その支持ロッ゛ド１４の進
退動作によって本体１１に対して相対的に接離する。こ
の接離動作に基づいて、本体１１の前進および溶接ヘッ
ド１２の前後往復動作が行なわれる。

即ち、本体１１には垂直軸心Ａの回りに回動自在な竪形
の支持胴１５を設け、この支持胴１５に進退駆動機構、
例えば摩擦駆動式のローラ機Ｊ＃１１６で進退動作する
１木の支持ロッド１４を取付けている（第４図参照）。

１７はローラ機構１６の駆動源としての回転モータであ
り、保護棒１８で囲んでいる。また１９ａ、１９ｂは支
持ロッド１４の両端に設けたストッパで、支持ロッド１
４の位置検出信号を制御部に出力する位置検出曙として
の機能を兼ねている。

この支持ロッド１４の前端にボルト等の締付は具を介し
て前記溶接ヘッド１２を固定している。

そして、本体１１および溶接ヘッド１２の各底部に、水
平壁ａ上への固定手段として、それぞれ別個に電磁石２
０．２１を設けている。この各電磁石２０．２１は本体
１１および溶接ヘッド１２に微小距離昇降可能に取付け
、図示しないスプリング装置によって通常は水平壁ａか
ら離間する位置にそれぞれ保持される。各電磁コイル２
２．２３に通電され、電磁石２０．２１が励磁されたと
きにのみ、この電磁石２０．２１が水平壁ａへの吸引力
で下降し、本体１１または溶接ヘッド１２の吸着固定が
行なわれる。

したがって、例えば本体１１を電磁石２０によって水平
壁ａ上に固定し、溶接ヘッド１２の電磁石２１を無励磁
状態として、支持ロッド１４を進退動作させれば、溶接
ヘッド１２を前後に移動させることができる。

また、逆に溶接ヘッド１２を電磁石２１によって水平壁
ａ上に固定し、本体１１の電磁石２０を無励磁状態とし
て、支持ロッド１４を前方突出位置から本体−側に後退
させれば、溶接ヘッド１２に引張られて本体１１が前進
動作することになる。

なお、本体１１には、被溶接物のもう一方である立上り
壁す上に沿う移動を行なうためのマグネットローラ２４
を取付けている。

次に溶接ヘッド１２の構成について詳説する。

溶接ヘッド１２は前述した支持ロッド１４に連結した台
車フレーム１２ａに、立上り壁すを倣い動作する倣い機
構２５と、溶接トーチ２６を揺動させる揺動機構２７と
を設けた構成としている。

倣い！ＩＡ構２構法５車フレーム１２ａに立設固定した
支持アーム２８にマグネットロー５２９を取付けてなる
。このマグネットローラ２９が立上り壁すに吸着されて
転接することにより、溶接ヘッド１２が立上りｌｂを倣
い動作する。

揺動機構２７は台車フレーム１２ａ上に取付けた支持フ
レーム３０と、この支持フレーム３０に設置したウィー
パモータ３１と、支持フレーム３０に支持されウイーバ
モータ３１の回動によって溶接ヘッド１２の前後動作軸
８回りで揺動するウィーバ３２と、このウィーパ３２に
取付番プられ、溶接トーチ２６を把持する冶具３３とを
有する構成とじている。これにより、溶接時には、ウイ
ーバモータ３１の回動によりウィーバ３２を揺動させ、
溶接トーチ２６のウィービングが行なえる。

なお、図示しない制御部には、溶接トーチ２６のウィー
ビング、溶接電流および電圧、支持ロッド１４の進退速
度、固定用電磁石２０．２１のＯＮ、ＯＦＦ操作および
本体１１の移動速度等を制御するための制御回路を設け
ている。３４は制御用コード（図示せず）を接続するた
めの本体１１に設けたプラグである。

次に作用を説明する。

まず、水平壁ａ上に本体１１および溶接ヘッド１２を載
置し、各マグネットローラ２４．２９を立上り壁すに接
触さＵるとともに、溶接トーチ２６を開先Ｃに向けてセ
ットする。

そして、初めは本体１１の固定用電磁コイル２２をＯＮ
とし、溶接ヘッド１２の固定用電磁コイル２３をＯＦＦ
として、支持ロッド１４を最大限後退させ、これにより
溶接ヘッド１２のゼロ位置を規定し、初期状態とする。

前部ストッパ１９ａからの位置検出信号が制御部に入力
されると、制神都から溶接ヘッド１２の前進指令信号が
出力され、ローラ機構１６が駆動して、支持ロッド１４
が前進し始めると同時に、ウィービング指令信号が出力
され、ウィーバモータ３１が駆動して、溶接トーチ２６
のウィービングが開始する。

なお、支持ロッド１４は本体１１に支持ｌＮ４１５を介
して垂直軸心六回りに回動し得るので、第５図に示すよ
うに、立上りｌｂの表面が湾曲している場合には支持ロ
ッド１４が本体１１からの突出角度を変えながら前進動
作し、溶接ヘッド１４を溶接線に沿って移動させること
ができる。

支持ロッド１４が最大限前進ザると、後部ストッパ１９
ｂからの位置検出信号に基づいて、溶接ヘッド１４の前
進および溶接作業が一旦停止する。

ここで、溶接位置ずれ等により多層盛溶接が必要と判断
された場合には、ローラ機構１６の逆転により支持ロッ
ド１４を後退させつつ再度溶接作業を行なわせる。さら
に必要な場合には、上記の操作を複数回繰返すことによ
り、多層肉盛溶接することができる。この際、本体１１
が固定されているので、従来の如く改めて全体を溶接し
直す場合と異なり、溶接線が所望位置から大幅にずれる
ことがなく、比較的高精度の溶接を行なうことができる
。

本体１１を固定した状態で必要層数の溶接が行なわれた
後は、溶接ヘッド１２が前進し、本体１１から離間した
状態で、本体１１側の固定用電磁コイル２２を０ＦＦ１
溶接ヘツド１２側の固定用電磁コイル２３をＯＮにそれ
ぞれ切換える。この状態でローラ機構１６を駆動し、本
体１１に対する支持ロッド１４の後退動作を行なわせれ
ば、水平壁ａ上に電磁石２１によって固定された溶接ヘ
ッド１２に対し、本体１１が接近する如く前進動作する
。本体１１が最大限前進した状態になると、前部ストッ
パ９ａによって新たなゼロ位置が設定されて初期状態と
なる。そこで、前記動作を繰返すことにより、必要な多
層盛溶接が容易かつ比較的高精度で行なえる。

また、前記構成によると、本体１１および溶接トーチ１
２に従来の如く大型（例えば四輪車形）の走行装置を必
要としないとともに、高精度の溶接を行なうためのガイ
ドレール設置も必要なく、高精度の隅肉溶接が可能とな
る。したがって、装置構成の小形化が図れ、狭隘な溶接
用スペースでも十分に隅肉溶接することができ、例えば
蒸気タービンケーシングの溶接等、狭隘なスペースしか
確保できない場合の隅肉溶接に好適である。

なお、前記実施例では、溶接ヘッド１２を立上り壁ａに
倣い動作させる倣い機構をマグネットローラ２９にした
が、本発明はそのようなものに限らず、例えば第７図に
示すように、溶接ヘッド１２の車輪１３ａ、１３ｂの径
を立上り壁す側が小さいものとして、溶接ヘッド１２に
立上り壁すへ押付りる方向性を付与する構成としてもよ
い。

このような構成にすれば、非磁性体製の立上り壁に対し
て隅肉溶接を行なう場合においても倣い動作が可能とな
る。

同様に、第８図に示すように、溶接ヘッド１２の車輪１
３Ｃに直接、立上り壁す側への方向性を付与しても、第
７図のものと同様の効果が秦せる。

また、前記実施例では、支持ロッド１４の駆動機構をロ
ーラ機構としたが、第９図に示すように、支持ロッド１
４に多数の磁石部３５を設けるとともに、対応するガイ
ド磁石３６を設け、これにより駆動機構をいわゆるリニ
アモータとしてもよい。

このような構成によれば、駆動部の小形化、さらには装
置全体の小形化が可能となる。

（発明の効果） 以上のように、本発明に係る自動隅肉溶接装置によれば
、本体および溶接ヘッド部を互いに別体につくり、これ
らを進退動作用の支持ロッドで連結することにより、本
体を基準として溶接ヘッドを往復動作できるようにして
いる。したがって、一定領域の隅肉溶接毎に所定の肉盛
が可能であるから、機能性に富み、修復溶接等が行ない
易い。

そして、溶接ヘッドには倣い動作機構とともに、溶接ト
ーチのウィービングを行なわせる揺動ｔ［を設けている
ので、多層盛隅肉溶接が幅広い範囲で、容易かつ確実に
行なえる。

また、本体および溶接ヘッドの推進も支持ロツドの進退
動作を利用して行なえるので、特別の走行機構が不要と
なり、それだけ構成が小型にできる。したがって、四輪
車構造またはガイドレール使用の軌道形構造のものに比
較して、溶接装置移動に要するスペースが小さくて演み
、蒸気タービンケーシング溶接など、溶接スペースが他
部品の制約により狭隘となる場合等でも十分使用するこ
とができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例を示す正面図、第２図は平面
図、第３図は側面図、第４図は支持ロッドの駆動部を示
す斜視図、第５図は溶接作用を示す平面図、第６図は開
先部示す断面図、第７図およはび第８図はそれぞれ溶接
ヘッドについての互いに異なる本発明の他の実施例を示
す側面図および底面図、第９図は支持ロッドの駆動部に
ついての本発明の他の実施例を示す斜視図、第１０図お
よび第１１図は従来例を示す正面図および側面図である
。 １１・・・本体、１２・・・溶１ヘッド、１４・・・支
持Ｏラド、１６・・・ローラ機構（駆動部）、２０．２
１・・・電磁石（固定手段）、２５・・・倣い機構、２
７・・・揺動機構、ａ・・・水平壁、ｂ・・・立ｔり壁
、Ｃ・・・開先。 出願人代理人　　　波　多　野　　　久第１図 第２図 第４図 第５図 第９図 示１０図 第１１図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、水平壁と立上り壁との接合部からなる断面Ｌ字形の
   開先を溶接する自動隅肉溶接装置において、水平壁上を
   移動する本体と、この本体の前方に配置する溶接ヘッド
   と、この溶接ヘッドを前記本体に進退可能に支持する支
   持ロッドとを具備し、前記本体に支持ロッド進退動作用
   の駆動部を設けるとともに、前記溶接ヘッドに立上り壁
   を倣い動作する倣い機構および溶接トーチを揺動させる
   揺動機構とを設けたことを特徴とする自動隅肉溶接装置
   。 ２、本体および溶接ヘッドは無軌道型で水平壁上に移動
   自在に載置されており、かつそれぞれ固定手段によつて
   水平壁上に停止固定可能とされ、前記本体または溶接ヘ
   ッドの一方が固定手段により固定した状態で他方が水平
   壁上を移動することにより、交互に前進動作し得る如く
   設定されている特許請求の範囲第１項記載の自動隅肉溶
   接装置。 ３、本体および溶接ヘッドの固定手段は水平壁への着脱
   を行なう電磁石を有する構成とされている特許請求の範
   囲第２項記載の自動隅肉溶接装置。 ４、溶接ヘッドは台車構造とされており、その車輪は、
   溶接ヘッドを立上り壁に押付ける方向性をもつている特
   許請求の範囲第２項記載の自動隅肉溶接装置。 ５、本体に設けられている支持ロッドの駆動部は摩擦駆
   動式のローラ機構またはリニアモータ機構である特許請
   求の範囲第１項記載の自動隅肉溶接装置。 ６、倣い機構は立上り壁に転接するマグネットローラを
   有する電磁機構である特許請求の範囲第１項記載の自動
   隅肉溶接装置。